JP2007316220A - 定着装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 予備加熱後に定着動作を行う定着装置において、予備加熱の開始とともに、定着制御手段6によって、商用周波数の1/2の周期Taの繰り返し毎に、スイッチング機能素子5に対して、第1期間Tonでオンし第2期間Toffでオフするスイッチング(周期Ts=Ton+Toff ≪Ta)を行わせることによって電源1からハロゲンランプ104cへ電気量の供給を開始させ、その後、同じ周期Ta内で前記供給する電気量が所定値に達したときにスイッチング機能素子5のスイッチングを停止(オフ)させることにより電気量の供給を停止させる構成とした。
【選択図】図1
Description
図1で、AC電源1は、商用電源であって通常は、100V、商用周波数(50Hz又は60Hz)の電源である。整流器2は、ブリッジに組まれた整流用ダイオードでAC電源1からの電圧(電流)を全波整流して、図2の(A)のような商用周波数の半周期の繰り返し周期Taを有する電圧(電流)を出力する。インダクタ3は、ハロゲンランプで構成されるハロゲンランプ104c及びスイッチ機能素子5は、整流器2に対して直列に接続され、スイッチ機能素子5が高周波(後記)でオン・オフするときのそのオン時に三角波となるような電流をハロゲンランプ104cへ供給する(高周波点灯方式)。つまり、インダクタ3は、ハロゲンランプ104cやスイッチング機能素子5とで、高周波で三角波を生成する時定数を有する。なお、三角波の形状にする理由は、立ち上がりを三角波形状で立ち上げることにより、この波形による突入電流の発生を防ぐためである。
上記説明では整流器2が全波整流した例であるが、整流器2が半波整流を行う場合であっても他の要素をほとんど変えることなく実施できる。その場合の動作波形を示したのが図3である。この場合は、スイッチング機能素子5でハロゲンランプ104cをオン、オフして駆動する回数(時間)は、図2の場合に比較し、半分であるので、図3(E)のように温度上昇にも2倍期間が必要となる。つまり、予備加熱期間tsは、全波整流の場合に比し2倍になる。ただし、周辺デバイスの安全性、フリッカーの問題は上記第1の実施形態と同様に解決できる方法である。
上記説明では整流器2の出力とインダクタ3との間に整流器2が整流した電圧(電流)を平滑する平滑回路を設け(不図示)直流にしても同様の動作を行うことができる。この場合は、ゼロクロス検出手段6aは整流器2の入力側のゼロクロスのタイミングをしても良いし、商用周波数を用いず独立して周期Taのタイミング信号を出力するタイミング発生器を用いても良い。この場合の動作波形を図4に示す。図4の(A)のように整流器2及び平滑回路からは直流電流が出力されるが、実際には、図4(B)のように周期Ta毎に一定電力量だけがハロゲンランプ104cに印加される。この変形例2においても、図1の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
第2の実施形態は、予備加熱期間にハロゲンランプ104cを駆動する電流を一定範囲内にして制御するものである。図5にその機能構成を示す。図1との違いは、図5には、図1の電圧検出手段6bが無く、また図1の電力量算出手段6dに代わって、ハロゲンランプ104cをオン時間Tonに流れる電流が予め設定されている電流閾値を超えるかどうか判断して、超えた時には、信号源6eに対して、スイッチ機能素子5をオン、オフ駆動するのを停止(スイッチ機能素子5がオフ状態)させる判定手段6fを備えている。その他の動作は、図1と同じである。そのときの動作波形を図6に示す。図2との違いは、図6(B)に示すように周期ta毎にゼロクロスのタイミングで周期Ton+Toffでオン、オフし、そのオン時間Tonにハロゲンランプ104cに流れる電流が電流閾値を超えたらオン、オフを停止している。したがって、図6の(D)における温度上昇の傾向は、図2(D)の温度上昇傾向よりは鈍くなるが、フリッカー防止、関連デバイスへの安全防止には寄与することができる例である。
上記の図1又図5の実施形態に係る熱源制御部を含む定着装置、及び定着装置を用いた画像形成装置について、図7を基に説明する。図7は、画像形成装置の画像形成に係る主要機能を表した図である。図7では、例えば、搬送路101等を駆動する駆動系は省略してある。
2 整流器
3 インダクタ
5 スイッチ機能素子
6 定着制御手段
6a ゼロクロス検出手段
6b 電圧検出手段
6c 電流検出手段
6d 電力量算出手段
6e 信号源
6f 判定手段
101 搬送路
102 用紙
103 反転搬送路
103a 反転部
104 定着装置
104a 加圧ローラ
104b 加熱ローラ
104c ハロゲンランプ
104d 温度検出器
104e 熱源制御部
105 転写ベルト
106 一次転写部
106a 現像部
106b 現像スリーブ
106c 感光体
106d 転写器
107 二次転写ローラ
Claims (6)
- 予備加熱後に定着動作を行う定着装置において、
温度が上がるに連れ内部抵抗値が大きくなる加熱体と、
前記加熱体の電力を供給するための電源部と、
前記電源部と前記加熱体の間にあってオン、オフすることによって前記電源部からの電力を前記加熱体へ供給するスイッチング機能素子と、
前記予備加熱の開始とともに、前記電源部から前記加熱体へ所定時間Taの繰り返し毎に、前記スイッチング機能素子に対して、第1期間Tonでオンし第2期間Toffでオフするスイッチング(周期Ts=Ton+Toff ≪Ta)を行わせることによって電気量の供給を開始させ、その後、同じ前記所定時間Ta内で前記供給する電気量が所定値に達したときに前記スイッチングを停止させることにより前記電気量の供給を停止させる定着制御手段、とを備えたことを特徴とする定着装置。 - 前記加熱体は、ハロゲンランプであり、
前記電源部は、商用電源を整流する整流器と、前記スイッチング機能素子のオン動作に伴って前記第1期間に三角波形を形成して前記加熱体へ供給するインダクタとを備え、
前記所定時間は、前記整流器の出力の繰り返し周期であり、
前記電気量は電力量であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記定着制御手段は、前記第1期間と第2期間とで繰り返されるパルス信号を生成し、
前記整流器の出力がゼロクロスしたときに、前記スイッチング機能素子を前記パルス信号で駆動することにより前記スイッチングを開始させる信号生成手段と、前記第1期間の繰り返し毎に、前記加熱体に供給される電力を検出する電力検出手段と、前記第1期間毎に検出された電力を積算して前記所定時間内の電力量を算出する算出手段と、該電力量が所定値に達したかどうかを判断し、達したときは前記スイッチング機能素子の前記スイッチングを停止させる判定手段とを備えたことを特徴とする請求項2に記載の定着装置。 - 前記加熱体は、ハロゲンランプであり、
前記電源部は、商用電源を整流する整流器と、前記スイッチング機能素子のオン動作に伴って前記第1期間に三角波形を形成して前記加熱体へ供給するコイルとを備え、
前記所定時間は、前記整流器の出力の繰り返し周期であり、
前記電気量は電流の大きさであることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 - 前記定着制御手段は、第1期間と第2期間とで繰り返されるパルス信号を生成し、前記整流器の出力がゼロクロスしたときに、前前記スイッチング機能素子を前記パルス信号で駆動することにより前記スイッチングを開始させる信号生成手段と、前記第1期間の繰り返し毎に、前記加熱体に供給される電流の大きさを検出する電流検出手段と、該電流の大きさが所定値に達したかどうかを判断し、達したときは前記スイッチングを停止させる判定手段とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の定着装置。
- 予備加熱後に、記録媒体にトナー画像を定着させる定着装置を備えた画像形成装置において、
前記定着装置は、
温度が上がるに連れ内部抵抗値が大きくなる加熱体と、
前記加熱体の電力を供給するための電源部と、
前記電源部と前記加熱体の間にあってオン、オフすることによって前記電源部からの電力を前記加熱体へ供給するスイッチング機能素子と、
前記予備加熱の時間帯において、前記スイッチング機能素子で前記電源から前記加熱体へ所定時間Taの繰り返し毎に、第1期間Tonでオンし第2期間Toffでオフするスイッチング(周期Ts=Ton+Toff ≪Ta)を行うことによって電気量の供給を開始させ、その後、同じ前記所定時間Ta内で前記供給する電気量が所定値に達したときに前記スイッチングを停止させることにより電気量の供給を停止させる定着制御手段、とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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